水質監視方法および水質監視システム
【課題】工事水域の水質環境に関する的確な情報をリアルタイムかつ高精度に得て遠隔監視し、水質汚濁拡散などの環境への影響を即座に把握可能な水質監視方法および水質監視システムを提供する。
【解決手段】この水質監視方法は、工事水域について水中の水質の制限値を情報処理装置３１が記憶し、水質計測センサを取り付けた水質監視装置１〜４を工事水域に設置し、水質計測センサにより水質をリアルタイムに計測し、計測されたデータを水質監視装置１〜４から情報処理装置３１に伝送し、情報処理装置で計測データを制限値と比較し、計測データが制限値を超えたとき情報処理装置が異常発生情報を発する。
【解決手段】この水質監視方法は、工事水域について水中の水質の制限値を情報処理装置３１が記憶し、水質計測センサを取り付けた水質監視装置１〜４を工事水域に設置し、水質計測センサにより水質をリアルタイムに計測し、計測されたデータを水質監視装置１〜４から情報処理装置３１に伝送し、情報処理装置で計測データを制限値と比較し、計測データが制限値を超えたとき情報処理装置が異常発生情報を発する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工事水域における水質監視方法および水質監視システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
浚渫や覆砂、サンドコンパクションパイル打設、深層混合処理などの水中施工を行う海中工事・水中工事においては、工事水域における濁りなどの発生や水質変化を最小限にするために施工時の水質環境の監視が必要である。この監視のための方法・システムの従来例が特許文献１，２に記載されている。
【特許文献１】特開２００２−３４８８３７号公報
【特許文献２】特開２００５−３０９１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記特許文献の監視方法・システムは、主に水質汚染の予測精度の向上や予測に基づく土砂投入の管理に向けたものであり、実際の工事における工事水域の水質環境に関する情報を得て不具合が発生したときに即座に対応可能な方法・システムを提案するものではない。
【０００４】
本発明は、上述のような従来技術の問題に鑑み、工事水域の水質環境に関する的確な情報をリアルタイムかつ高精度に得て遠隔監視し、水質汚濁拡散などの環境への影響を即座に把握可能な水質監視方法および水質監視システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本実施形態による水質監視方法は、工事水域について水中の水質の制限値を情報処理装置が記憶し、水質計測センサを取り付けた水質監視装置を前記工事水域に設置し、前記水質計測センサにより水質をリアルタイムに計測し、前記計測されたデータを前記水質監視装置から前記情報処理装置に伝送し、前記情報処理装置で前記計測データを前記制限値と比較し、前記計測データが前記制限値を逸脱したときその逸脱発生情報を前記情報処理装置が発することを特徴とする。
【０００６】
この水質監視方法によれば、工事水域に設置した水質監視装置の水質計測センサにより水質をリアルタイムに計測し情報処理装置に伝送し、情報処理装置で計測データを制限値と比較し、計測データが制限値を逸脱したとき逸脱発生情報を発するので、工事水域の水質環境に関する情報をリアルタイムに得て遠隔監視することができ、水質汚濁拡散などの環境への影響を即座に把握することが可能となる。すなわち、上述のデータの計測、伝送及び比較判断の各処理は、水質監視装置および情報処理装置で行われ、人間が介在しないことからヒューマンエラーを回避でき、かつ迅速な処理が可能である。また、工事関係者は逸脱発生情報を迅速かつ正確に入手することができるので、的確な現場管理が可能になる。
【０００７】
上記水質監視方法において前記制限値は、前記工事水域での工事の影響を受けない水域の水質と、前記工事水域に設定された管理値とに基づいて設定されることで、工事水域の水質環境に関する情報が的確となり、水質環境汚染の高精度な判断が可能となる。
【０００８】
また、前記管理値を前記情報処理装置が記憶し、前記水質監視装置とは別の水質監視装置が前記工事水域での工事の影響を受けない水域の水質を計測し、その計測値を前記情報処理装置に伝送し、前記情報処理装置が前記管理値および前記計測値から前記規制値を算出することが好ましい。
【０００９】
この場合、前記工事水域での工事の影響を受けない水域の水質を所定時間に計測し、その計測値に基づいて前記規制値を更新することで、工事水域を含む現場水域が工事以外の他の影響により水質が変化する場合に対応可能となる。
【００１０】
また、前記水質監視装置は、濁度、クロロフィル、溶存酸素（ＤＯ）、ｐＨ、塩分、ＣＯＤ、ＢＯＤ、硫化水素の内の１つまたは複数を計測するものであることが好ましい。なお、複数を計測する場合は、計測対象毎に水質計測センサを設置することができる。
【００１１】
本実施形態による水質監視システムは、水質計測センサおよび通信部を有し工事水域に設置される水質監視装置と、各種情報を入力し記憶し情報処理を行う情報処理装置と、を備え、前記情報処理装置が前記工事水域について水中の水質の制限値を記憶し、前記水質計測センサがリアルタイムに計測したデータを前記水質監視装置が前記通信部から前記情報処理装置に伝送し、前記情報処理装置で前記計測データを前記制限値と比較し、前記計測データが前記制限値を逸脱したときその逸脱発生情報を前記情報処理装置が発することを特徴とする。
【００１２】
この水質監視システムによれば、工事水域に設置した水質監視装置の水質計測センサにより水質をリアルタイムに計測し情報処理装置に伝送し、情報処理装置で計測データを制限値と比較し、計測データが制限値を逸脱したとき逸脱発生情報を発するので、工事水域の水質環境に関する情報をリアルタイムに得て遠隔監視することができ、水質汚濁拡散などの環境への影響を即座に把握することが可能となる。上述の計測データの計測、伝送及び比較判断の各処理は、水質監視装置および情報処理装置で行われ、人間が介在しないことからヒューマンエラーを回避でき、かつ迅速な処理が可能である。また、工事関係者は逸脱発生情報を迅速かつ正確に入手することができるので、的確な現場管理が可能になる。
【００１３】
上記水質監視システムにおいて前記情報処理装置が前記工事水域に設定された管理値を記憶し、前記水質監視装置とは別の水質監視装置が前記工事水域での工事の影響を受けない水域の水質を計測し、その計測データを前記情報処理装置に伝送し、前記情報処理装置が前記管理値および前記計測データから前記規制値を算出することが好ましい。
【００１４】
この場合、前記工事水域での工事の影響を受けない水域の水質を所定時間に計測し、その計測値に基づいて前記規制値を更新することで、工事水域を含む現場水域が工事以外の他の影響により水質が変化する場合に対応可能となる。
【００１５】
また、前記水質監視装置は、前記水質監視装置の位置を検知する位置検知部を備え、前記水質監視装置の位置情報を前記通信部から前記情報処理装置に伝送し、前記情報処理装置で前記位置情報を予め設定した設定値と比較し、前記設定値を逸脱したときその逸脱発生情報を前記情報処理装置が発するように構成することで、水質監視装置が流されたときに、かかる逸脱発生情報を工事関係者に迅速に伝達することができ、他船舶との衝突等の第３者への危険発生を低減できるとともに、捜索や回収を容易に行うことができる。
【００１６】
また、前記水質監視装置は、前記水質監視装置の温度および湿度を計測する温湿度センサと、電源部と、を備え、前記温湿度センサで計測した温度情報、湿度情報および前記電源部の電圧情報を前記通信部から前記情報処理装置に伝送し、前記情報処理装置で前記温度情報、前記湿度情報および前記電圧情報の内の少なくともいずれか１つを予め設定した設定値と比較し、前記いずれか１つの情報に関し前記設定値を逸脱したときその逸脱発生情報を前記情報処理装置が発するように構成することで、システムの管理者は水質監視装置の逸脱発生情報を早期に入手することができ、的確な維持・修理対策を講じることが可能になり、システム・装置の信頼性向上を図ることができる。
【００１７】
また、前記計測データが前記水質監視装置の通信部から無線パケット網を介して前記情報処理装置に伝送され、前記各逸脱発生情報がネットワークを介して前記工事水域から離れた位置に設置された情報端末装置に送信されるように構成することで、遠隔地でも逸脱発生情報を迅速かつ的確に把握することができ、的確な維持・修理対策を講じることができる。
【００１８】
また、前記水質監視装置は、濁度、クロロフィル、溶存酸素（ＤＯ）、ｐＨ、塩分、ＣＯＤ、ＢＯＤ、硫化水素の内の１つまたは複数を計測するものであることが好ましい。なお、複数を計測する場合は、計測対象毎に水質計測センサを設置することができる。また、水質計測センサは、水深の異なる複数の水中位置で計測することが好ましく、また、水温や流向流速をさらに計測することが好ましい。
【００１９】
なお、上記水質監視方法・システムにおいて水質の制限値は、上限または下限で設定でき、また、上限および下限で定めた所定の範囲で設定してもよい。また、水質の制限値を複数段階で設定してもよく、例えば、上限で設定した場合、第１上限値ａ、第２上限値ｂ（ａ＜ｂ）を設定し、計測データが第１上限値ａを超えて逸脱したとき、工事関係者に注意を喚起するための注意喚起情報を発し、第２上限値ｂを超えて逸脱したとき、その水質に関して異常が発生したとして異常発生情報を発するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の水質監視方法および水質監視システムによれば、工事水域の水質環境に関する的確な情報をリアルタイムかつ高精度に得て遠隔監視し、水質汚濁拡散などの環境への影響を即座に把握可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。図１は本実施の形態による水質監視システムの配置例を概略的に示す図である。図２は図１の水質監視システムの全体構成を説明するための概念図である。
【００２２】
図１，図２に示すように、水質監視システム１０は、作業船ＷがクレーンＣを用いて海Ｓの海底において浚渫等の水中施工を行う工事水域Ｋに浮かべて設置される複数の水質監視装置１，２，３，４からなる海上局（モニタリングブイ）と、工事水域Ｋの近くの陸地Ｌの管理事務所等に設置された地上局Ｔと、を備える。地上局Ｔには情報処理装置３１が設置されている。情報処理装置３１はパーソナルコンピュータ（以下、「パソコン」または「ＰＣ」という）から構成できる。
【００２３】
水質監視システム１０では、複数の水質監視装置１〜４からの計測データが無線パケット網Ｐを介して情報処理装置３１に伝送され、計測データに基づいて情報処理装置３１が判断して発した異常発生情報（逸脱発生情報）がインターネットＩ等のネットワークを介して電子メール等により工事水域Ｋ・地上局Ｔから離れた遠隔地に設置された工事関係事務所のパソコン（ＰＣ）４１，４２，４３、電子メール機能を有する携帯電話４４，４５に送信されるようになっている。
【００２４】
水質監視装置１〜４について図３〜図５を参照して説明する。図３は水質監視装置１〜４の概略的構成を示す図である。図４は図３の水質監視装置１〜４の具体的構成例を示す図である。図５は図４の水質監視装置１〜４が水面に浮いている様子を示す外観図である。
【００２５】
図３に示すように、水質監視装置１〜４は、水中の濁度、クロロフィル、水温を計測する水質計測センサ１１，１２と、水中の流向流速を計測する流向流速計１３と、アンテナ１８に接続され無線通信のための通信ユニット１５と、ＧＰＳ情報を受信するＧＰＳ受信部１９を有しデータ伝送を制御する制御ユニット１６と、ソーラーパネル２０により発電し蓄電するとともに各ユニット１５，１６に電力を供給する電源ユニット１７と、各ユニット１５〜１７を収容した浮体構造の本体部１０と、を備える。
【００２６】
水質計測センサ１１，１２及び流向流速計１３は、本体部１０から水中に吊り下げられており、センサケーブルにより制御ユニット１６と電気的に接続されている。水質計測センサ１１は比較的水深の深い位置に、水質計測センサ１２は比較的水深の浅い位置にそれぞれ設置される。水質計測センサ１１，１２及び流向流速計１３により、例えば、水深−０．５ｍ付近と水深−５ｍ付近の２地点の濁度、クロロフィル、水温、および、水深−０．５ｍ付近の流向流速を計測する。水質計測センサ１１，１２は、光学方式で濁度・クロロフィルを測定し、生物付着や汚れの影響を除去するため、ワイパーを装備している。水質計測センサ１１，１２及び流向流速計１３を設置する水深位置は適宜変更可能であり、その設置個数も必要に応じて増減できる。
【００２７】
なお、水質計測センサ１１，１２は、濁度・クロロフィル以外の、溶存酸素（ＤＯ）、ｐＨ、塩分、ＣＯＤ、ＢＯＤ、硫化水素等を計測するものであってもよい。
【００２８】
図４のように、水質監視装置１〜４の本体部１０に固定された係留ロープＲ１の先端にアンカーＡが連結されており、目標の観測地点でアンカーＡが水中に投入され水底Ｇに達することで水質監視装置１〜４が観測地点に設置される。複数の浮標ＦがロープＲ２により係留ロープＲ１に連結されており、例えば、図５のように、水面Ｓ１で各水質監視装置１〜４の周囲に浮くようになっている。複数の浮標Ｆを赤色や黄色等の目立つ色とすることで遠方からの水質監視装置１〜４の視認が容易となる。
【００２９】
水質監視装置１〜４について図６を参照してさらに説明する。図６は、図１〜図５の水質監視装置１〜４の計測系・制御系の構成例を示すブロック図である。
【００３０】
図６のように、水質監視装置１〜４の制御ユニット１６は、水質計測センサ１１，１２および流向流速計１３からの計測データが入力するセンサ入力部２１と、計測データに基づいて所定の演算を行う演算部２２と、演算された計測データを通信ユニット１５へ出力する出力部２３と、ＧＰＳ受信部１９で受信したＧＰＳ信号に基づいて各水質監視装置１〜４の位置を検知する位置情報検知部２４と、各部２１〜２４を制御するプログラムが搭載された中央演算処理装置（ＣＰＵ）から構成される制御部２５と、を有する。
【００３１】
水質監視装置１〜４は、水質監視装置１〜４の内部の温度および湿度を検知する温度センサ２６，湿度センサ２７を備え、さらに、図３の電源ユニット１７の電圧を測定する電圧測定部２８を備える。温度センサ２６，湿度センサ２７からの温度情報、湿度情報および電圧測定部２８からの電圧情報は入力部２１に入力する。
【００３２】
水質計測センサ１１，１２および流向流速計１３による計測は、制御部２５にあらかじめプログラミングされた計測頻度で行われ、設定時刻になると水質計測センサ１１，１２，流向流速計１３および制御ユニット１６の各部２１〜２３が起動し、例えば、１秒間・３０個の計測データの平均値が設定時刻の計測値として収録され、収録された計測データは、伝送時間ごとに通信ユニット１５から図２の無線パケット網Ｐを介して地上局Ｔに無線伝送される。
【００３３】
また、温度情報、湿度情報および電圧情報も同様にして設定時刻に通信ユニット１５から図２の無線パケット網Ｐを介して地上局Ｔに無線伝送される。また、制御ユニット１６は時計機能を有し、ＧＰＳ信号で補正するので、計測の設定時刻は正確である。
【００３４】
図１，図２の地上局Ｔに設置される情報処理装置３１について図７を参照して説明する。図７は、図２の情報処理装置３１の概略的構成を示すブロック図である。
【００３５】
図７のように、情報処理装置３１は、図２の無線パケット網Ｐを介して送信された水質監視装置１〜４の計測データが入力する入力部３２と、計測データに基づいて所定の演算を行う演算部３３と、計測データや濁度等の規制値・管理値等を記録し保存するハードディスクやフラッシュメモリ等からなるメモリ３４と、濁度等の計測データを濁度等の規制値と比較して計測値が規制値を超えているか否かを判断する判断部３５と、判断部３５の判断結果や計測データを出力する出力部３６と、出力部３６からの判断結果や計測データを表示するＣＲＴや液晶パネル等からなるモニタ表示部３７と、各部３２〜３６を制御するプログラムが搭載された中央演算処理装置（ＣＰＵ）から構成される制御部３８と、を備える。
【００３６】
出力部３６からの判断結果や計測データは、図２のように、インターネットＩを介して電子メールにより地上局Ｔから離れた遠隔地の工事関係事務所のＰＣ４１〜４３、工事関係者の携帯電話４４，４５に送信される。また、収録された計測データは必要に応じて表計算ソフトで集計ができるようにＣＳＶ形式で保存されるようになっている。
【００３７】
また、図１の作業船Ｗは、アンテナＷ２を有する通信ユニットＷ１を搭載しており、情報処理装置３１の出力部３６からの判断結果や計測データは、作業船Ｗの通信ユニットＷ１に無線伝送されるようになっている。
【００３８】
次に、図１〜図７の水質監視システム１０による工事水域の水質監視ステップＳ０１〜Ｓ１０について図８〜図１０を参照して説明する。
【００３９】
図８は図１〜図７の水質監視システム１０による工事水域の水質監視ステップを説明するためのフローチャートである。図９は図１〜図７の水質監視システム１０で計測された濁度の計測値の時間変化例を概略的に示すグラフである。図１０は濁度の制限値を設定するステップを説明するためのフローチャートである。
【００４０】
図８を参照して説明する。まず、複数の水質監視装置１〜４を図１の工事水域Ｋ内およびその近傍に図４、図５のように観測地点にそれぞれ設置する（Ｓ０１）。
【００４１】
工事水域Ｋについて濁度の制限値を設定し地上局Ｔの情報処理装置３１のメモリ３４に保存する（Ｓ０２）。濁度の制限値は後述の図１０のようにして設定される。
【００４２】
次に、水質監視装置１〜４により各測定地点において濁度等の計測を始め（Ｓ０３）、水質計測センサ１１，１２，流向流速計１３から設定時刻に得た計測データを通信ユニット１５から無線パケット網Ｐを介して地上局Ｔの情報処理装置３１に無線伝送する（Ｓ０４）。
【００４３】
上述の計測データを地上局Ｔの情報処理装置３１が受信し（Ｓ０５）、情報処理装置３１の判断部３５で濁度の計測値が制限値を超えるか否かを監視する（Ｓ０６）。そして、例えば、図９のように濁度の計測値が時間ｔで制限値を超えて逸脱すると、判断部３５の判断に基づいて濁度が異常であるとして濁度の異常発生情報を発する（Ｓ０７）。
【００４４】
なお、地上局Ｔの情報処理装置３１のモニタ表示部３７には、例えば、図９のような時間により変化する濁度の計測データをリアルタイムに表示し、地上局Ｔの管理者が濁度の時間変化の状況を確認し易くなっている。
【００４５】
濁度の異常発生情報は、地上局Ｔの情報処理装置３１のモニタ表示部３７に表示され、インターネットＩを介して遠隔地の工事関係事務所のＰＣ４１〜４３，工事関係者の携帯電話４４，４５に送信されるとともに作業船Ｗの通信ユニットＷ１にも送信される（Ｓ０８）。作業船Ｗや工事関係者は濁度の異常発生情報を受信すると（Ｓ０９）、即座に対応し、対策をとる（Ｓ１０）。例えば、作業船Ｗでは作業を中止したり、作業手順を変えたり作業位置を変えたりすること等の対策を即座にとることが可能となる。
【００４６】
なお、図８の濁度の計測（Ｓ０３）は、一定の時間間隔や一定の時刻に行うように設定可能であるが、時刻により時間間隔を変えるようにしてもよく、例えば、昼間（５〜１９時）は１０分ごと、夜間（１９〜５時）は６０分ごとに計測する等にしてもよい。
【００４７】
次に、図８のステップＳ０２における濁度の制限値の設定について図１０を参照して説明する。まず、水質監視装置４を図１の工事の影響を受けない水域の基準点Ｍにバックグランド計測のために設置する（Ｓ２１）。一方、濁度の管理値Ｘを設定し、図７の情報処理装置３１のメモリ３４に保存する（Ｓ２２）。
【００４８】
次に、水質監視装置４により工事の影響を受けない水域の基準点Ｍの濁度をバックグランドの濁度情報として計測し、その濁度の計測値Ｙを得る（Ｓ２３）。工事の影響のない水域の濁度の計測値Ｙは図８と同様に地上局Ｔに無線伝送され、情報処理装置３１の演算部３３で濁度の管理値Ｘと濁度の計測値Ｙに基づいて濁度の制限値Ｚを次式（１）により演算して設定する（Ｓ２４）。演算された濁度の制限値Ｚは情報処理装置３１のメモリ３４に保存される。
Ｚ＝Ｘ＋Ｙ ・・・（１）
【００４９】
なお、管理値Ｘは、工事水域毎に設定されることが好ましく、例えば、２〜１０ｐｐｍ内の一定値である。濁度の制限値Ｚは、例えば、管理値Ｘが２ｐｐｍ、工事の影響を受けない水域の基準点の濁度の計測値Ｙが６ｐｐｍの場合、６ｐｐｍ＋２ｐｐｍ＝８ｐｐｍとなる。
【００５０】
次に、図８のステップＳ０３からの通常の計測を行う（Ｓ２５）。この場合、図１０のステップＳ２６のように水質監視装置４で計測した濁度の計測値Ｙを更新することで濁度の制限値Ｚを更新するようにしてもよい。
【００５１】
すなわち、濁度の計測値Ｙを更新する場合（Ｓ２６）、設定した時刻や時間間隔でステップＳ２３に戻り、工事の影響のない水域の基準点Ｍで濁度の計測値Ｙを新たに得て、この新たに得た濁度の計測値Ｙに基づいて新たな濁度の制限値Ｚを同様に演算して設定することで、濁度の制限値Ｚを更新することができる。図１の工事水域Ｋを含む現場水域が潮の流れの影響や河口近くのための影響を受け易いこと等に起因して工事の影響のない水域の濁度が変化する場合に、濁度の計測値Ｙを所定時刻等で更新し、濁度の制限値Ｚを更新することが好ましい。これにより、工事の影響ではなく他の原因による濁度の変化に対応した工事水域の水質監視を行うことができる。
【００５２】
次に、水質監視装置１〜４の正常な動作を定期的に確認するステップについて説明すると、図８とほぼ同様のステップにより温度情報、湿度情報および電圧情報を水質監視装置１〜４の通信ユニット１５から図２の無線パケット網Ｐを介して地上局Ｔに無線伝送され、情報処理装置３１が受信し、各設定値と比較し、各設定値から逸脱しているとき、または、逸脱しなくとも大きな変化があったとき、温度情報、湿度情報、電圧情報に関する異常発生情報（逸脱発生情報）を発する。例えば、水質監視装置１〜４の設計値を温度６０度以下、湿度５０％以下、電源電圧は１１．５〜１３．５Ｖとした場合、これらの設計値に基づいて各設定値が設定される。
【００５３】
上述の各異常発生情報は、地上局Ｔの情報処理装置３１のモニタ表示部３７に表示され、インターネットＩを介して遠隔地の工事関係事務所のＰＣ４１〜４３、工事関係者の携帯電話４４，４５に送信されるとともに作業船Ｗの通信ユニットＷ１にも送信される。これにより、水質監視装置１〜４の管理者は的確な維持・修理対策を講じることが可能となる。
【００５４】
さらに、地上局Ｔの情報処理装置３１は、ＧＰＳ信号に基づく各水質監視装置１〜４の位置情報を定期的に受信し、水質監視装置１〜４の各位置が設置した観測点、基準点に対し許容値内であることを監視し、許容値外となったとき、各位置が所定範囲から逸脱したと判断し、水質監視装置の位置に関する異常発生情報（逸脱発生情報）を発する。この異常発生情報は、地上局Ｔの情報処理装置３１のモニタ表示部３７に表示され、インターネットＩを介して遠隔地の工事関係事務所のＰＣ４１〜４３、工事関係者の携帯電話４４，４５に送信されるとともに作業船Ｗの通信ユニットＷ１にも送信される。これにより、水質監視装置１〜４の管理者は的確な維持・修理対策を講じることが可能となる。
【００５５】
以上のように、本実施の形態の水質監視システムによれば、水質計測センサ１１，１２等を取り付けた水質監視装置１〜４を工事水域Ｋ内および工事水域Ｋの近傍に設置し、濁度を昼夜連続してリアルタイムに計測することができる。濁度の計測データが地上局Ｔ（管理事務所）に無線伝送され、情報処理装置３１で制限値と比較され、制限値を超えた場合には、工事関係者に異常発生を自動的にかつ迅速に通知することができる。すなわち、水質監視装置１〜４からの濁度の計測データは、自動的に地上局Ｔの情報処理装置３１に送られ、工事水域ごとに定められた制限値との比較がコンピュータ（情報処理装置３１）で行われ、人間が介在しないことからヒューマンエラーを回避でき、かつ迅速な処理が可能となる。このように、水質監視のための各処理はコンピュータで自動的に行われるため、濁度の異常発生情報が発せられると、工事関係者は異常発生情報を早期に入手することができ、的確な汚濁拡散対策を講じることが可能になる。
【００５６】
上述の濁度の計測データや濁度の異常発生情報は、携帯電話網等の無線パケット網、インターネット回線を介し複数の工事関係事務所にリアルタイム伝送することができ、携帯電話網、インターネット回線を利用することで一度に複数の工事関係事務所を対象に送ることができ、信頼性が高くかつ複数の関係者が容易に計測データを取得可能な計測データ伝送網を構築できる。
【００５７】
水中工事では、濁りの発生や水質変化を最小限にするために施工時の水質環境の監視が重要となるが、本実施の形態の水質監視システムにより、工事水域の水質環境をリアルタイムかつ高精度に遠隔監視し、水質汚濁拡散など環境への影響を即座に把握することが可能であり、作業船Ｗに迅速にフィードバックすることで、汚濁拡散防止対策を迅速に実施できる。また、遠隔監視であることから水上での計測作業を軽減でき、荒天時にも安全に計測データを取得ができる。また、昼夜連続した計測データの収録が可能であり、万一の場合のアカウンタビリティ（説明責任）の向上に寄与できる。
【００５８】
また、水質監視装置１〜４の信頼性向上対策として、水質監視装置の温度、湿度、電圧を昼夜連続してリアルタイムに監視し、温度、湿度、電圧が設定値を逸脱した場合、または、大きな変化があった場合は、工事関係者に異常発生情報を即座に連絡することができる。これらの処理はコンピュータで自動的に行われ、人間が介在しないことからヒューマンエラーを回避でき、かつ迅速な処理が可能であり、装置の管理者は水質監視装置の的確な維持・修理対策を講じることが可能になる。
【００５９】
また、ＧＰＳ信号を受信することで各水質監視装置１〜４の位置を昼夜連続してリアルタイムに監視し、水質監視装置１〜４の位置が許容値を超えて所定の範囲外に移動したと判断された場合、工事関係者に異常発生情報を即座に連絡することができる。これらの処理はコンピュータで自動的に行われ、人間が介在しないことからヒューマンエラーを回避でき、かつ迅速な処理が可能である。ここで、許容値とは、図４の装置の係留ロープＲ１の余裕長から求められる水質監視装置の移動範囲であり、例えば、５ｍに設定できる。水質監視装置１〜４の位置の計測値が許容値を超えた場合は波浪等の影響で係留ロープが切断され、水質監視装置が流されている状況が想定される。こういった異常発生情報を工事関係者に迅速に伝達することで、他船舶との衝突等、第３者への危険を低減することができる。
【００６０】
上述のように、水質監視装置の温度・湿度・電源電圧・位置情報を、濁度の計測データと同様に携帯電話網、インターネット回線を介し複数の装置管理者に迅速かつ確実に伝送することができる。このように、水質監視装置の管理に関しても、携帯電話網、インターネット回線を利用することで信頼性の高いデータ伝送網を構築できる。
【００６１】
以上のように本発明を実施するための最良の形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で各種の変形が可能である。例えば、図１のように複数の水質監視装置１〜４を設置することで広範な水域観測網が容易に構築でき、水質監視装置の台数も水域観測の広狭に応じて増減できるが、広範な水域観測網が不要な場合等には、水質監視装置は観測点に１基、バックグランド計測として基準点に１基だけ設置するようにしてもよい。
【００６２】
また、図２では、地上局Ｔから遠隔地に異常発生情報等を送る場合に、インターネットの一般回線を介したが、専用回線であってもよいことはもちろんである。
【００６３】
また、図１，図２では、情報処理装置３１を地上局Ｔに設置したが、本発明はこれに限定されず、例えば、作業船Ｗに設置し、その通信ユニットＷ１と併設するようにしてもよい。
【００６４】
また、図２では、水質監視装置１〜４と情報処理装置３１との情報伝送は、無線パケット網を介したが、これに限定されず、無線通信により直接行うようにしてもよいことはもちろんである。
【００６５】
また、情報処理装置３１から水質監視装置１〜４に対し情報を送信可能に構成でき、例えば、濁度の計測やバックグランド計測の時間間隔や時刻等の設定を必要に応じて変更するようにしてもよい。
【００６６】
また、水質監視装置１〜４の外部に温度センサ、湿度センサ、風向風速計等を搭載し、工事水域の環境温度、環境湿度、風向風速等を計測し、情報処理装置３１に同様に伝送するようにしてもよく、工事水域の環境温度、環境湿度、風向風速等を確認でき、工事水域の環境状態をより詳しく把握可能となる。
【００６７】
また、水質監視システムで監視対象とする水質は、本実施の形態では、濁度・クロロフィルとして説明したが、本発明はこれに限定されず、溶存酸素（ＤＯ）、ｐＨ、塩分、ＣＯＤ、ＢＯＤ、硫化水素等の他の水質であってもよく、該当する水質計測センサを用い、同様に管理値及び制限値を設定して監視可能である。
【００６８】
また、本実施の形態では、濁度の計測値が制限値を超えて逸脱したとき、逸脱発生情報として異常発生情報を発するようにしたが、本発明は、これに限定されず、制限値を複数段階で設定してもよく、例えば、濁度の制限値を第１上限値ａ、第２上限値ｂ（ａ＜ｂ）の二段階に設定し、濁度の計測値が第１上限値ａを超えて逸脱したとき、工事関係者に注意を喚起するための注意喚起情報を発し、第２上限値ｂを超えて逸脱したとき、濁度に異常が発生したとして異常発生情報を発するようにしてもよい。この場合、注意喚起情報を発する第１上限値ａに対応した管理値ｃ、および、異常発生情報を発する第２上限値ｂに対応する管理値ｄ（ｃ＜ｄ）を情報処理装置３１にそれぞれ設定し記憶させておく。他の水質で管理する場合も同様にして制限値を複数段階に設定してもよい。さらに、水質監視装置の温度・湿度・電源電圧・位置情報についても、設定値または許容値を二段階に設定し、注意喚起情報と異常発生情報を逸脱発生情報として発するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本実施の形態による水質監視システムの配置例を概略的に示す図である。
【図２】図１の水質監視システムの全体構成を説明するための概念図である。
【図３】図１の水質監視装置１〜４の概略的構成を示す図である。
【図４】図３の水質監視装置１〜４の具体的構成例を示す図である。
【図５】図４の水質監視装置１〜４が水面に浮いている様子を示す外観図である。
【図６】図１〜図５の水質監視装置１〜４の計測系・制御系の構成例を示すブロック図である。
【図７】図２の情報処理装置３１の概略的構成を示すブロック図である。
【図８】図１〜図７の水質監視システム１０による工事水域の水質監視ステップを説明するためのフローチャートである。
【図９】図１〜図７の水質監視システム１０で計測された濁度の計測値の時間変化例を概略的に示すグラフである。
【図１０】図８で濁度の制限値を設定するステップを説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００７０】
１，２，３，４ 水質監視装置
１０ 水質監視システム
１１，１２ 水質計測センサ
１３ 流向流速計
１５ 通信ユニット
１６ 制御ユニット
１７ 電源ユニット
３１ 情報処理装置
Ｉ インターネット
Ｋ 工事水域
Ｐ 無線パケット網
Ｔ 地上局
Ｘ 管理値
Ｙ 計測値
Ｚ 制限値
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工事水域における水質監視方法および水質監視システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
浚渫や覆砂、サンドコンパクションパイル打設、深層混合処理などの水中施工を行う海中工事・水中工事においては、工事水域における濁りなどの発生や水質変化を最小限にするために施工時の水質環境の監視が必要である。この監視のための方法・システムの従来例が特許文献１，２に記載されている。
【特許文献１】特開２００２−３４８８３７号公報
【特許文献２】特開２００５−３０９１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記特許文献の監視方法・システムは、主に水質汚染の予測精度の向上や予測に基づく土砂投入の管理に向けたものであり、実際の工事における工事水域の水質環境に関する情報を得て不具合が発生したときに即座に対応可能な方法・システムを提案するものではない。
【０００４】
本発明は、上述のような従来技術の問題に鑑み、工事水域の水質環境に関する的確な情報をリアルタイムかつ高精度に得て遠隔監視し、水質汚濁拡散などの環境への影響を即座に把握可能な水質監視方法および水質監視システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本実施形態による水質監視方法は、工事水域について水中の水質の制限値を情報処理装置が記憶し、水質計測センサを取り付けた水質監視装置を前記工事水域に設置し、前記水質計測センサにより水質をリアルタイムに計測し、前記計測されたデータを前記水質監視装置から前記情報処理装置に伝送し、前記情報処理装置で前記計測データを前記制限値と比較し、前記計測データが前記制限値を逸脱したときその逸脱発生情報を前記情報処理装置が発することを特徴とする。
【０００６】
この水質監視方法によれば、工事水域に設置した水質監視装置の水質計測センサにより水質をリアルタイムに計測し情報処理装置に伝送し、情報処理装置で計測データを制限値と比較し、計測データが制限値を逸脱したとき逸脱発生情報を発するので、工事水域の水質環境に関する情報をリアルタイムに得て遠隔監視することができ、水質汚濁拡散などの環境への影響を即座に把握することが可能となる。すなわち、上述のデータの計測、伝送及び比較判断の各処理は、水質監視装置および情報処理装置で行われ、人間が介在しないことからヒューマンエラーを回避でき、かつ迅速な処理が可能である。また、工事関係者は逸脱発生情報を迅速かつ正確に入手することができるので、的確な現場管理が可能になる。
【０００７】
上記水質監視方法において前記制限値は、前記工事水域での工事の影響を受けない水域の水質と、前記工事水域に設定された管理値とに基づいて設定されることで、工事水域の水質環境に関する情報が的確となり、水質環境汚染の高精度な判断が可能となる。
【０００８】
また、前記管理値を前記情報処理装置が記憶し、前記水質監視装置とは別の水質監視装置が前記工事水域での工事の影響を受けない水域の水質を計測し、その計測値を前記情報処理装置に伝送し、前記情報処理装置が前記管理値および前記計測値から前記規制値を算出することが好ましい。
【０００９】
この場合、前記工事水域での工事の影響を受けない水域の水質を所定時間に計測し、その計測値に基づいて前記規制値を更新することで、工事水域を含む現場水域が工事以外の他の影響により水質が変化する場合に対応可能となる。
【００１０】
また、前記水質監視装置は、濁度、クロロフィル、溶存酸素（ＤＯ）、ｐＨ、塩分、ＣＯＤ、ＢＯＤ、硫化水素の内の１つまたは複数を計測するものであることが好ましい。なお、複数を計測する場合は、計測対象毎に水質計測センサを設置することができる。
【００１１】
本実施形態による水質監視システムは、水質計測センサおよび通信部を有し工事水域に設置される水質監視装置と、各種情報を入力し記憶し情報処理を行う情報処理装置と、を備え、前記情報処理装置が前記工事水域について水中の水質の制限値を記憶し、前記水質計測センサがリアルタイムに計測したデータを前記水質監視装置が前記通信部から前記情報処理装置に伝送し、前記情報処理装置で前記計測データを前記制限値と比較し、前記計測データが前記制限値を逸脱したときその逸脱発生情報を前記情報処理装置が発することを特徴とする。
【００１２】
この水質監視システムによれば、工事水域に設置した水質監視装置の水質計測センサにより水質をリアルタイムに計測し情報処理装置に伝送し、情報処理装置で計測データを制限値と比較し、計測データが制限値を逸脱したとき逸脱発生情報を発するので、工事水域の水質環境に関する情報をリアルタイムに得て遠隔監視することができ、水質汚濁拡散などの環境への影響を即座に把握することが可能となる。上述の計測データの計測、伝送及び比較判断の各処理は、水質監視装置および情報処理装置で行われ、人間が介在しないことからヒューマンエラーを回避でき、かつ迅速な処理が可能である。また、工事関係者は逸脱発生情報を迅速かつ正確に入手することができるので、的確な現場管理が可能になる。
【００１３】
上記水質監視システムにおいて前記情報処理装置が前記工事水域に設定された管理値を記憶し、前記水質監視装置とは別の水質監視装置が前記工事水域での工事の影響を受けない水域の水質を計測し、その計測データを前記情報処理装置に伝送し、前記情報処理装置が前記管理値および前記計測データから前記規制値を算出することが好ましい。
【００１４】
この場合、前記工事水域での工事の影響を受けない水域の水質を所定時間に計測し、その計測値に基づいて前記規制値を更新することで、工事水域を含む現場水域が工事以外の他の影響により水質が変化する場合に対応可能となる。
【００１５】
また、前記水質監視装置は、前記水質監視装置の位置を検知する位置検知部を備え、前記水質監視装置の位置情報を前記通信部から前記情報処理装置に伝送し、前記情報処理装置で前記位置情報を予め設定した設定値と比較し、前記設定値を逸脱したときその逸脱発生情報を前記情報処理装置が発するように構成することで、水質監視装置が流されたときに、かかる逸脱発生情報を工事関係者に迅速に伝達することができ、他船舶との衝突等の第３者への危険発生を低減できるとともに、捜索や回収を容易に行うことができる。
【００１６】
また、前記水質監視装置は、前記水質監視装置の温度および湿度を計測する温湿度センサと、電源部と、を備え、前記温湿度センサで計測した温度情報、湿度情報および前記電源部の電圧情報を前記通信部から前記情報処理装置に伝送し、前記情報処理装置で前記温度情報、前記湿度情報および前記電圧情報の内の少なくともいずれか１つを予め設定した設定値と比較し、前記いずれか１つの情報に関し前記設定値を逸脱したときその逸脱発生情報を前記情報処理装置が発するように構成することで、システムの管理者は水質監視装置の逸脱発生情報を早期に入手することができ、的確な維持・修理対策を講じることが可能になり、システム・装置の信頼性向上を図ることができる。
【００１７】
また、前記計測データが前記水質監視装置の通信部から無線パケット網を介して前記情報処理装置に伝送され、前記各逸脱発生情報がネットワークを介して前記工事水域から離れた位置に設置された情報端末装置に送信されるように構成することで、遠隔地でも逸脱発生情報を迅速かつ的確に把握することができ、的確な維持・修理対策を講じることができる。
【００１８】
また、前記水質監視装置は、濁度、クロロフィル、溶存酸素（ＤＯ）、ｐＨ、塩分、ＣＯＤ、ＢＯＤ、硫化水素の内の１つまたは複数を計測するものであることが好ましい。なお、複数を計測する場合は、計測対象毎に水質計測センサを設置することができる。また、水質計測センサは、水深の異なる複数の水中位置で計測することが好ましく、また、水温や流向流速をさらに計測することが好ましい。
【００１９】
なお、上記水質監視方法・システムにおいて水質の制限値は、上限または下限で設定でき、また、上限および下限で定めた所定の範囲で設定してもよい。また、水質の制限値を複数段階で設定してもよく、例えば、上限で設定した場合、第１上限値ａ、第２上限値ｂ（ａ＜ｂ）を設定し、計測データが第１上限値ａを超えて逸脱したとき、工事関係者に注意を喚起するための注意喚起情報を発し、第２上限値ｂを超えて逸脱したとき、その水質に関して異常が発生したとして異常発生情報を発するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の水質監視方法および水質監視システムによれば、工事水域の水質環境に関する的確な情報をリアルタイムかつ高精度に得て遠隔監視し、水質汚濁拡散などの環境への影響を即座に把握可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。図１は本実施の形態による水質監視システムの配置例を概略的に示す図である。図２は図１の水質監視システムの全体構成を説明するための概念図である。
【００２２】
図１，図２に示すように、水質監視システム１０は、作業船ＷがクレーンＣを用いて海Ｓの海底において浚渫等の水中施工を行う工事水域Ｋに浮かべて設置される複数の水質監視装置１，２，３，４からなる海上局（モニタリングブイ）と、工事水域Ｋの近くの陸地Ｌの管理事務所等に設置された地上局Ｔと、を備える。地上局Ｔには情報処理装置３１が設置されている。情報処理装置３１はパーソナルコンピュータ（以下、「パソコン」または「ＰＣ」という）から構成できる。
【００２３】
水質監視システム１０では、複数の水質監視装置１〜４からの計測データが無線パケット網Ｐを介して情報処理装置３１に伝送され、計測データに基づいて情報処理装置３１が判断して発した異常発生情報（逸脱発生情報）がインターネットＩ等のネットワークを介して電子メール等により工事水域Ｋ・地上局Ｔから離れた遠隔地に設置された工事関係事務所のパソコン（ＰＣ）４１，４２，４３、電子メール機能を有する携帯電話４４，４５に送信されるようになっている。
【００２４】
水質監視装置１〜４について図３〜図５を参照して説明する。図３は水質監視装置１〜４の概略的構成を示す図である。図４は図３の水質監視装置１〜４の具体的構成例を示す図である。図５は図４の水質監視装置１〜４が水面に浮いている様子を示す外観図である。
【００２５】
図３に示すように、水質監視装置１〜４は、水中の濁度、クロロフィル、水温を計測する水質計測センサ１１，１２と、水中の流向流速を計測する流向流速計１３と、アンテナ１８に接続され無線通信のための通信ユニット１５と、ＧＰＳ情報を受信するＧＰＳ受信部１９を有しデータ伝送を制御する制御ユニット１６と、ソーラーパネル２０により発電し蓄電するとともに各ユニット１５，１６に電力を供給する電源ユニット１７と、各ユニット１５〜１７を収容した浮体構造の本体部１０と、を備える。
【００２６】
水質計測センサ１１，１２及び流向流速計１３は、本体部１０から水中に吊り下げられており、センサケーブルにより制御ユニット１６と電気的に接続されている。水質計測センサ１１は比較的水深の深い位置に、水質計測センサ１２は比較的水深の浅い位置にそれぞれ設置される。水質計測センサ１１，１２及び流向流速計１３により、例えば、水深−０．５ｍ付近と水深−５ｍ付近の２地点の濁度、クロロフィル、水温、および、水深−０．５ｍ付近の流向流速を計測する。水質計測センサ１１，１２は、光学方式で濁度・クロロフィルを測定し、生物付着や汚れの影響を除去するため、ワイパーを装備している。水質計測センサ１１，１２及び流向流速計１３を設置する水深位置は適宜変更可能であり、その設置個数も必要に応じて増減できる。
【００２７】
なお、水質計測センサ１１，１２は、濁度・クロロフィル以外の、溶存酸素（ＤＯ）、ｐＨ、塩分、ＣＯＤ、ＢＯＤ、硫化水素等を計測するものであってもよい。
【００２８】
図４のように、水質監視装置１〜４の本体部１０に固定された係留ロープＲ１の先端にアンカーＡが連結されており、目標の観測地点でアンカーＡが水中に投入され水底Ｇに達することで水質監視装置１〜４が観測地点に設置される。複数の浮標ＦがロープＲ２により係留ロープＲ１に連結されており、例えば、図５のように、水面Ｓ１で各水質監視装置１〜４の周囲に浮くようになっている。複数の浮標Ｆを赤色や黄色等の目立つ色とすることで遠方からの水質監視装置１〜４の視認が容易となる。
【００２９】
水質監視装置１〜４について図６を参照してさらに説明する。図６は、図１〜図５の水質監視装置１〜４の計測系・制御系の構成例を示すブロック図である。
【００３０】
図６のように、水質監視装置１〜４の制御ユニット１６は、水質計測センサ１１，１２および流向流速計１３からの計測データが入力するセンサ入力部２１と、計測データに基づいて所定の演算を行う演算部２２と、演算された計測データを通信ユニット１５へ出力する出力部２３と、ＧＰＳ受信部１９で受信したＧＰＳ信号に基づいて各水質監視装置１〜４の位置を検知する位置情報検知部２４と、各部２１〜２４を制御するプログラムが搭載された中央演算処理装置（ＣＰＵ）から構成される制御部２５と、を有する。
【００３１】
水質監視装置１〜４は、水質監視装置１〜４の内部の温度および湿度を検知する温度センサ２６，湿度センサ２７を備え、さらに、図３の電源ユニット１７の電圧を測定する電圧測定部２８を備える。温度センサ２６，湿度センサ２７からの温度情報、湿度情報および電圧測定部２８からの電圧情報は入力部２１に入力する。
【００３２】
水質計測センサ１１，１２および流向流速計１３による計測は、制御部２５にあらかじめプログラミングされた計測頻度で行われ、設定時刻になると水質計測センサ１１，１２，流向流速計１３および制御ユニット１６の各部２１〜２３が起動し、例えば、１秒間・３０個の計測データの平均値が設定時刻の計測値として収録され、収録された計測データは、伝送時間ごとに通信ユニット１５から図２の無線パケット網Ｐを介して地上局Ｔに無線伝送される。
【００３３】
また、温度情報、湿度情報および電圧情報も同様にして設定時刻に通信ユニット１５から図２の無線パケット網Ｐを介して地上局Ｔに無線伝送される。また、制御ユニット１６は時計機能を有し、ＧＰＳ信号で補正するので、計測の設定時刻は正確である。
【００３４】
図１，図２の地上局Ｔに設置される情報処理装置３１について図７を参照して説明する。図７は、図２の情報処理装置３１の概略的構成を示すブロック図である。
【００３５】
図７のように、情報処理装置３１は、図２の無線パケット網Ｐを介して送信された水質監視装置１〜４の計測データが入力する入力部３２と、計測データに基づいて所定の演算を行う演算部３３と、計測データや濁度等の規制値・管理値等を記録し保存するハードディスクやフラッシュメモリ等からなるメモリ３４と、濁度等の計測データを濁度等の規制値と比較して計測値が規制値を超えているか否かを判断する判断部３５と、判断部３５の判断結果や計測データを出力する出力部３６と、出力部３６からの判断結果や計測データを表示するＣＲＴや液晶パネル等からなるモニタ表示部３７と、各部３２〜３６を制御するプログラムが搭載された中央演算処理装置（ＣＰＵ）から構成される制御部３８と、を備える。
【００３６】
出力部３６からの判断結果や計測データは、図２のように、インターネットＩを介して電子メールにより地上局Ｔから離れた遠隔地の工事関係事務所のＰＣ４１〜４３、工事関係者の携帯電話４４，４５に送信される。また、収録された計測データは必要に応じて表計算ソフトで集計ができるようにＣＳＶ形式で保存されるようになっている。
【００３７】
また、図１の作業船Ｗは、アンテナＷ２を有する通信ユニットＷ１を搭載しており、情報処理装置３１の出力部３６からの判断結果や計測データは、作業船Ｗの通信ユニットＷ１に無線伝送されるようになっている。
【００３８】
次に、図１〜図７の水質監視システム１０による工事水域の水質監視ステップＳ０１〜Ｓ１０について図８〜図１０を参照して説明する。
【００３９】
図８は図１〜図７の水質監視システム１０による工事水域の水質監視ステップを説明するためのフローチャートである。図９は図１〜図７の水質監視システム１０で計測された濁度の計測値の時間変化例を概略的に示すグラフである。図１０は濁度の制限値を設定するステップを説明するためのフローチャートである。
【００４０】
図８を参照して説明する。まず、複数の水質監視装置１〜４を図１の工事水域Ｋ内およびその近傍に図４、図５のように観測地点にそれぞれ設置する（Ｓ０１）。
【００４１】
工事水域Ｋについて濁度の制限値を設定し地上局Ｔの情報処理装置３１のメモリ３４に保存する（Ｓ０２）。濁度の制限値は後述の図１０のようにして設定される。
【００４２】
次に、水質監視装置１〜４により各測定地点において濁度等の計測を始め（Ｓ０３）、水質計測センサ１１，１２，流向流速計１３から設定時刻に得た計測データを通信ユニット１５から無線パケット網Ｐを介して地上局Ｔの情報処理装置３１に無線伝送する（Ｓ０４）。
【００４３】
上述の計測データを地上局Ｔの情報処理装置３１が受信し（Ｓ０５）、情報処理装置３１の判断部３５で濁度の計測値が制限値を超えるか否かを監視する（Ｓ０６）。そして、例えば、図９のように濁度の計測値が時間ｔで制限値を超えて逸脱すると、判断部３５の判断に基づいて濁度が異常であるとして濁度の異常発生情報を発する（Ｓ０７）。
【００４４】
なお、地上局Ｔの情報処理装置３１のモニタ表示部３７には、例えば、図９のような時間により変化する濁度の計測データをリアルタイムに表示し、地上局Ｔの管理者が濁度の時間変化の状況を確認し易くなっている。
【００４５】
濁度の異常発生情報は、地上局Ｔの情報処理装置３１のモニタ表示部３７に表示され、インターネットＩを介して遠隔地の工事関係事務所のＰＣ４１〜４３，工事関係者の携帯電話４４，４５に送信されるとともに作業船Ｗの通信ユニットＷ１にも送信される（Ｓ０８）。作業船Ｗや工事関係者は濁度の異常発生情報を受信すると（Ｓ０９）、即座に対応し、対策をとる（Ｓ１０）。例えば、作業船Ｗでは作業を中止したり、作業手順を変えたり作業位置を変えたりすること等の対策を即座にとることが可能となる。
【００４６】
なお、図８の濁度の計測（Ｓ０３）は、一定の時間間隔や一定の時刻に行うように設定可能であるが、時刻により時間間隔を変えるようにしてもよく、例えば、昼間（５〜１９時）は１０分ごと、夜間（１９〜５時）は６０分ごとに計測する等にしてもよい。
【００４７】
次に、図８のステップＳ０２における濁度の制限値の設定について図１０を参照して説明する。まず、水質監視装置４を図１の工事の影響を受けない水域の基準点Ｍにバックグランド計測のために設置する（Ｓ２１）。一方、濁度の管理値Ｘを設定し、図７の情報処理装置３１のメモリ３４に保存する（Ｓ２２）。
【００４８】
次に、水質監視装置４により工事の影響を受けない水域の基準点Ｍの濁度をバックグランドの濁度情報として計測し、その濁度の計測値Ｙを得る（Ｓ２３）。工事の影響のない水域の濁度の計測値Ｙは図８と同様に地上局Ｔに無線伝送され、情報処理装置３１の演算部３３で濁度の管理値Ｘと濁度の計測値Ｙに基づいて濁度の制限値Ｚを次式（１）により演算して設定する（Ｓ２４）。演算された濁度の制限値Ｚは情報処理装置３１のメモリ３４に保存される。
Ｚ＝Ｘ＋Ｙ ・・・（１）
【００４９】
なお、管理値Ｘは、工事水域毎に設定されることが好ましく、例えば、２〜１０ｐｐｍ内の一定値である。濁度の制限値Ｚは、例えば、管理値Ｘが２ｐｐｍ、工事の影響を受けない水域の基準点の濁度の計測値Ｙが６ｐｐｍの場合、６ｐｐｍ＋２ｐｐｍ＝８ｐｐｍとなる。
【００５０】
次に、図８のステップＳ０３からの通常の計測を行う（Ｓ２５）。この場合、図１０のステップＳ２６のように水質監視装置４で計測した濁度の計測値Ｙを更新することで濁度の制限値Ｚを更新するようにしてもよい。
【００５１】
すなわち、濁度の計測値Ｙを更新する場合（Ｓ２６）、設定した時刻や時間間隔でステップＳ２３に戻り、工事の影響のない水域の基準点Ｍで濁度の計測値Ｙを新たに得て、この新たに得た濁度の計測値Ｙに基づいて新たな濁度の制限値Ｚを同様に演算して設定することで、濁度の制限値Ｚを更新することができる。図１の工事水域Ｋを含む現場水域が潮の流れの影響や河口近くのための影響を受け易いこと等に起因して工事の影響のない水域の濁度が変化する場合に、濁度の計測値Ｙを所定時刻等で更新し、濁度の制限値Ｚを更新することが好ましい。これにより、工事の影響ではなく他の原因による濁度の変化に対応した工事水域の水質監視を行うことができる。
【００５２】
次に、水質監視装置１〜４の正常な動作を定期的に確認するステップについて説明すると、図８とほぼ同様のステップにより温度情報、湿度情報および電圧情報を水質監視装置１〜４の通信ユニット１５から図２の無線パケット網Ｐを介して地上局Ｔに無線伝送され、情報処理装置３１が受信し、各設定値と比較し、各設定値から逸脱しているとき、または、逸脱しなくとも大きな変化があったとき、温度情報、湿度情報、電圧情報に関する異常発生情報（逸脱発生情報）を発する。例えば、水質監視装置１〜４の設計値を温度６０度以下、湿度５０％以下、電源電圧は１１．５〜１３．５Ｖとした場合、これらの設計値に基づいて各設定値が設定される。
【００５３】
上述の各異常発生情報は、地上局Ｔの情報処理装置３１のモニタ表示部３７に表示され、インターネットＩを介して遠隔地の工事関係事務所のＰＣ４１〜４３、工事関係者の携帯電話４４，４５に送信されるとともに作業船Ｗの通信ユニットＷ１にも送信される。これにより、水質監視装置１〜４の管理者は的確な維持・修理対策を講じることが可能となる。
【００５４】
さらに、地上局Ｔの情報処理装置３１は、ＧＰＳ信号に基づく各水質監視装置１〜４の位置情報を定期的に受信し、水質監視装置１〜４の各位置が設置した観測点、基準点に対し許容値内であることを監視し、許容値外となったとき、各位置が所定範囲から逸脱したと判断し、水質監視装置の位置に関する異常発生情報（逸脱発生情報）を発する。この異常発生情報は、地上局Ｔの情報処理装置３１のモニタ表示部３７に表示され、インターネットＩを介して遠隔地の工事関係事務所のＰＣ４１〜４３、工事関係者の携帯電話４４，４５に送信されるとともに作業船Ｗの通信ユニットＷ１にも送信される。これにより、水質監視装置１〜４の管理者は的確な維持・修理対策を講じることが可能となる。
【００５５】
以上のように、本実施の形態の水質監視システムによれば、水質計測センサ１１，１２等を取り付けた水質監視装置１〜４を工事水域Ｋ内および工事水域Ｋの近傍に設置し、濁度を昼夜連続してリアルタイムに計測することができる。濁度の計測データが地上局Ｔ（管理事務所）に無線伝送され、情報処理装置３１で制限値と比較され、制限値を超えた場合には、工事関係者に異常発生を自動的にかつ迅速に通知することができる。すなわち、水質監視装置１〜４からの濁度の計測データは、自動的に地上局Ｔの情報処理装置３１に送られ、工事水域ごとに定められた制限値との比較がコンピュータ（情報処理装置３１）で行われ、人間が介在しないことからヒューマンエラーを回避でき、かつ迅速な処理が可能となる。このように、水質監視のための各処理はコンピュータで自動的に行われるため、濁度の異常発生情報が発せられると、工事関係者は異常発生情報を早期に入手することができ、的確な汚濁拡散対策を講じることが可能になる。
【００５６】
上述の濁度の計測データや濁度の異常発生情報は、携帯電話網等の無線パケット網、インターネット回線を介し複数の工事関係事務所にリアルタイム伝送することができ、携帯電話網、インターネット回線を利用することで一度に複数の工事関係事務所を対象に送ることができ、信頼性が高くかつ複数の関係者が容易に計測データを取得可能な計測データ伝送網を構築できる。
【００５７】
水中工事では、濁りの発生や水質変化を最小限にするために施工時の水質環境の監視が重要となるが、本実施の形態の水質監視システムにより、工事水域の水質環境をリアルタイムかつ高精度に遠隔監視し、水質汚濁拡散など環境への影響を即座に把握することが可能であり、作業船Ｗに迅速にフィードバックすることで、汚濁拡散防止対策を迅速に実施できる。また、遠隔監視であることから水上での計測作業を軽減でき、荒天時にも安全に計測データを取得ができる。また、昼夜連続した計測データの収録が可能であり、万一の場合のアカウンタビリティ（説明責任）の向上に寄与できる。
【００５８】
また、水質監視装置１〜４の信頼性向上対策として、水質監視装置の温度、湿度、電圧を昼夜連続してリアルタイムに監視し、温度、湿度、電圧が設定値を逸脱した場合、または、大きな変化があった場合は、工事関係者に異常発生情報を即座に連絡することができる。これらの処理はコンピュータで自動的に行われ、人間が介在しないことからヒューマンエラーを回避でき、かつ迅速な処理が可能であり、装置の管理者は水質監視装置の的確な維持・修理対策を講じることが可能になる。
【００５９】
また、ＧＰＳ信号を受信することで各水質監視装置１〜４の位置を昼夜連続してリアルタイムに監視し、水質監視装置１〜４の位置が許容値を超えて所定の範囲外に移動したと判断された場合、工事関係者に異常発生情報を即座に連絡することができる。これらの処理はコンピュータで自動的に行われ、人間が介在しないことからヒューマンエラーを回避でき、かつ迅速な処理が可能である。ここで、許容値とは、図４の装置の係留ロープＲ１の余裕長から求められる水質監視装置の移動範囲であり、例えば、５ｍに設定できる。水質監視装置１〜４の位置の計測値が許容値を超えた場合は波浪等の影響で係留ロープが切断され、水質監視装置が流されている状況が想定される。こういった異常発生情報を工事関係者に迅速に伝達することで、他船舶との衝突等、第３者への危険を低減することができる。
【００６０】
上述のように、水質監視装置の温度・湿度・電源電圧・位置情報を、濁度の計測データと同様に携帯電話網、インターネット回線を介し複数の装置管理者に迅速かつ確実に伝送することができる。このように、水質監視装置の管理に関しても、携帯電話網、インターネット回線を利用することで信頼性の高いデータ伝送網を構築できる。
【００６１】
以上のように本発明を実施するための最良の形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で各種の変形が可能である。例えば、図１のように複数の水質監視装置１〜４を設置することで広範な水域観測網が容易に構築でき、水質監視装置の台数も水域観測の広狭に応じて増減できるが、広範な水域観測網が不要な場合等には、水質監視装置は観測点に１基、バックグランド計測として基準点に１基だけ設置するようにしてもよい。
【００６２】
また、図２では、地上局Ｔから遠隔地に異常発生情報等を送る場合に、インターネットの一般回線を介したが、専用回線であってもよいことはもちろんである。
【００６３】
また、図１，図２では、情報処理装置３１を地上局Ｔに設置したが、本発明はこれに限定されず、例えば、作業船Ｗに設置し、その通信ユニットＷ１と併設するようにしてもよい。
【００６４】
また、図２では、水質監視装置１〜４と情報処理装置３１との情報伝送は、無線パケット網を介したが、これに限定されず、無線通信により直接行うようにしてもよいことはもちろんである。
【００６５】
また、情報処理装置３１から水質監視装置１〜４に対し情報を送信可能に構成でき、例えば、濁度の計測やバックグランド計測の時間間隔や時刻等の設定を必要に応じて変更するようにしてもよい。
【００６６】
また、水質監視装置１〜４の外部に温度センサ、湿度センサ、風向風速計等を搭載し、工事水域の環境温度、環境湿度、風向風速等を計測し、情報処理装置３１に同様に伝送するようにしてもよく、工事水域の環境温度、環境湿度、風向風速等を確認でき、工事水域の環境状態をより詳しく把握可能となる。
【００６７】
また、水質監視システムで監視対象とする水質は、本実施の形態では、濁度・クロロフィルとして説明したが、本発明はこれに限定されず、溶存酸素（ＤＯ）、ｐＨ、塩分、ＣＯＤ、ＢＯＤ、硫化水素等の他の水質であってもよく、該当する水質計測センサを用い、同様に管理値及び制限値を設定して監視可能である。
【００６８】
また、本実施の形態では、濁度の計測値が制限値を超えて逸脱したとき、逸脱発生情報として異常発生情報を発するようにしたが、本発明は、これに限定されず、制限値を複数段階で設定してもよく、例えば、濁度の制限値を第１上限値ａ、第２上限値ｂ（ａ＜ｂ）の二段階に設定し、濁度の計測値が第１上限値ａを超えて逸脱したとき、工事関係者に注意を喚起するための注意喚起情報を発し、第２上限値ｂを超えて逸脱したとき、濁度に異常が発生したとして異常発生情報を発するようにしてもよい。この場合、注意喚起情報を発する第１上限値ａに対応した管理値ｃ、および、異常発生情報を発する第２上限値ｂに対応する管理値ｄ（ｃ＜ｄ）を情報処理装置３１にそれぞれ設定し記憶させておく。他の水質で管理する場合も同様にして制限値を複数段階に設定してもよい。さらに、水質監視装置の温度・湿度・電源電圧・位置情報についても、設定値または許容値を二段階に設定し、注意喚起情報と異常発生情報を逸脱発生情報として発するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本実施の形態による水質監視システムの配置例を概略的に示す図である。
【図２】図１の水質監視システムの全体構成を説明するための概念図である。
【図３】図１の水質監視装置１〜４の概略的構成を示す図である。
【図４】図３の水質監視装置１〜４の具体的構成例を示す図である。
【図５】図４の水質監視装置１〜４が水面に浮いている様子を示す外観図である。
【図６】図１〜図５の水質監視装置１〜４の計測系・制御系の構成例を示すブロック図である。
【図７】図２の情報処理装置３１の概略的構成を示すブロック図である。
【図８】図１〜図７の水質監視システム１０による工事水域の水質監視ステップを説明するためのフローチャートである。
【図９】図１〜図７の水質監視システム１０で計測された濁度の計測値の時間変化例を概略的に示すグラフである。
【図１０】図８で濁度の制限値を設定するステップを説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００７０】
１，２，３，４ 水質監視装置
１０ 水質監視システム
１１，１２ 水質計測センサ
１３ 流向流速計
１５ 通信ユニット
１６ 制御ユニット
１７ 電源ユニット
３１ 情報処理装置
Ｉ インターネット
Ｋ 工事水域
Ｐ 無線パケット網
Ｔ 地上局
Ｘ 管理値
Ｙ 計測値
Ｚ 制限値
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工事水域における水中の水質の制限値を情報処理装置が記憶し、
水質計測センサを取り付けた水質監視装置を前記工事水域に設置し、
前記水質計測センサにより水質をリアルタイムに計測し、
前記計測されたデータを前記水質監視装置から前記情報処理装置に伝送し、
前記情報処理装置で前記計測データを前記制限値と比較し、前記計測データが前記制限値を逸脱したときその逸脱発生情報を前記情報処理装置が発することを特徴とする水質監視方法。
【請求項２】
前記制限値は、前記工事水域での工事の影響を受けない水域の水質と、前記工事水域に設定された管理値とに基づいて設定される請求項１に記載の水質監視方法。
【請求項３】
前記管理値を前記情報処理装置が記憶し、
前記水質監視装置とは別の水質監視装置が前記工事水域での工事の影響を受けない水域の水質を計測し、その計測値を前記情報処理装置に伝送し、前記情報処理装置が前記管理値および前記計測値から前記規制値を算出する請求項２に記載の水質監視方法。
【請求項４】
前記工事水域での工事の影響を受けない水域の水質を所定時間に計測し、その計測値に基づいて前記規制値を更新する請求項３に記載の水質監視方法。
【請求項５】
前記水質監視装置は、濁度、クロロフィル、溶存酸素（ＤＯ）、ｐＨ、塩分、ＣＯＤ、ＢＯＤ、硫化水素の内の少なくとも１つを計測する請求項１乃至４のいずれか１項に記載の水質監視方法。
【請求項６】
水質計測センサおよび通信部を有し工事水域に設置される水質監視装置と、
各種情報を入力し記憶し情報処理を行う情報処理装置と、を備え、
前記情報処理装置が前記工事水域について水中の水質の制限値を記憶し、
前記水質計測センサがリアルタイムに計測したデータを前記水質監視装置が前記通信部から前記情報処理装置に伝送し、
前記情報処理装置で前記計測データを前記制限値と比較し、前記計測データが前記制限値を逸脱したときその逸脱発生情報を前記情報処理装置が発することを特徴とする水質監視システム。
【請求項７】
前記情報処理装置が前記工事水域に設定された管理値を記憶し、
前記水質監視装置とは別の水質監視装置が前記工事水域での工事の影響を受けない水域の水質を計測し、その計測データを前記情報処理装置に伝送し、前記情報処理装置が前記管理値および前記計測データから前記規制値を算出する請求項６に記載の水質監視システム。
【請求項８】
前記工事水域での工事の影響を受けない水域の水質を所定時間に計測し、その計測値に基づいて前記規制値を更新する請求項７に記載の水質監視システム。
【請求項９】
前記水質監視装置は、前記水質監視装置の位置を検知する位置検知部を備え、
前記水質監視装置の位置情報を前記通信部から前記情報処理装置に伝送し、
前記情報処理装置で前記位置情報を予め設定した設定値と比較し、前記設定値を逸脱したときその逸脱発生情報を前記情報処理装置が発する請求項６乃至８のいずれか１項に記載の水質監視システム。
【請求項１０】
前記水質監視装置は、前記水質監視装置の温度および湿度を計測する温湿度センサと、電源部と、を備え、
前記温湿度センサで計測した温度情報、湿度情報および前記電源部の電圧情報を前記通信部から前記情報処理装置に伝送し、
前記情報処理装置で前記温度情報、前記湿度情報および前記電圧情報の内の少なくともいずれか１つを予め設定した設定値と比較し、前記いずれか１つの情報に関し前記設定値を逸脱したときその逸脱発生情報を前記情報処理装置が発する請求項６乃至９のいずれか１項に記載の水質監視システム。
【請求項１１】
前記計測データが前記水質監視装置の通信部から無線パケット網を介して前記情報処理装置に伝送され、
前記各逸脱発生情報がネットワークを介して前記工事水域から離れた位置に設置された情報端末装置に送信される請求項６乃至１０のいずれか１項に記載の水質監視システム。
【請求項１２】
前記水質監視装置は、濁度、クロロフィル、溶存酸素（ＤＯ）、ｐＨ、塩分、ＣＯＤ、ＢＯＤ、硫化水素の内の少なくとも１つを計測する請求項６乃至１１のいずれか１項に記載の水質監視システム。
【請求項１】
工事水域における水中の水質の制限値を情報処理装置が記憶し、
水質計測センサを取り付けた水質監視装置を前記工事水域に設置し、
前記水質計測センサにより水質をリアルタイムに計測し、
前記計測されたデータを前記水質監視装置から前記情報処理装置に伝送し、
前記情報処理装置で前記計測データを前記制限値と比較し、前記計測データが前記制限値を逸脱したときその逸脱発生情報を前記情報処理装置が発することを特徴とする水質監視方法。
【請求項２】
前記制限値は、前記工事水域での工事の影響を受けない水域の水質と、前記工事水域に設定された管理値とに基づいて設定される請求項１に記載の水質監視方法。
【請求項３】
前記管理値を前記情報処理装置が記憶し、
前記水質監視装置とは別の水質監視装置が前記工事水域での工事の影響を受けない水域の水質を計測し、その計測値を前記情報処理装置に伝送し、前記情報処理装置が前記管理値および前記計測値から前記規制値を算出する請求項２に記載の水質監視方法。
【請求項４】
前記工事水域での工事の影響を受けない水域の水質を所定時間に計測し、その計測値に基づいて前記規制値を更新する請求項３に記載の水質監視方法。
【請求項５】
前記水質監視装置は、濁度、クロロフィル、溶存酸素（ＤＯ）、ｐＨ、塩分、ＣＯＤ、ＢＯＤ、硫化水素の内の少なくとも１つを計測する請求項１乃至４のいずれか１項に記載の水質監視方法。
【請求項６】
水質計測センサおよび通信部を有し工事水域に設置される水質監視装置と、
各種情報を入力し記憶し情報処理を行う情報処理装置と、を備え、
前記情報処理装置が前記工事水域について水中の水質の制限値を記憶し、
前記水質計測センサがリアルタイムに計測したデータを前記水質監視装置が前記通信部から前記情報処理装置に伝送し、
前記情報処理装置で前記計測データを前記制限値と比較し、前記計測データが前記制限値を逸脱したときその逸脱発生情報を前記情報処理装置が発することを特徴とする水質監視システム。
【請求項７】
前記情報処理装置が前記工事水域に設定された管理値を記憶し、
前記水質監視装置とは別の水質監視装置が前記工事水域での工事の影響を受けない水域の水質を計測し、その計測データを前記情報処理装置に伝送し、前記情報処理装置が前記管理値および前記計測データから前記規制値を算出する請求項６に記載の水質監視システム。
【請求項８】
前記工事水域での工事の影響を受けない水域の水質を所定時間に計測し、その計測値に基づいて前記規制値を更新する請求項７に記載の水質監視システム。
【請求項９】
前記水質監視装置は、前記水質監視装置の位置を検知する位置検知部を備え、
前記水質監視装置の位置情報を前記通信部から前記情報処理装置に伝送し、
前記情報処理装置で前記位置情報を予め設定した設定値と比較し、前記設定値を逸脱したときその逸脱発生情報を前記情報処理装置が発する請求項６乃至８のいずれか１項に記載の水質監視システム。
【請求項１０】
前記水質監視装置は、前記水質監視装置の温度および湿度を計測する温湿度センサと、電源部と、を備え、
前記温湿度センサで計測した温度情報、湿度情報および前記電源部の電圧情報を前記通信部から前記情報処理装置に伝送し、
前記情報処理装置で前記温度情報、前記湿度情報および前記電圧情報の内の少なくともいずれか１つを予め設定した設定値と比較し、前記いずれか１つの情報に関し前記設定値を逸脱したときその逸脱発生情報を前記情報処理装置が発する請求項６乃至９のいずれか１項に記載の水質監視システム。
【請求項１１】
前記計測データが前記水質監視装置の通信部から無線パケット網を介して前記情報処理装置に伝送され、
前記各逸脱発生情報がネットワークを介して前記工事水域から離れた位置に設置された情報端末装置に送信される請求項６乃至１０のいずれか１項に記載の水質監視システム。
【請求項１２】
前記水質監視装置は、濁度、クロロフィル、溶存酸素（ＤＯ）、ｐＨ、塩分、ＣＯＤ、ＢＯＤ、硫化水素の内の少なくとも１つを計測する請求項６乃至１１のいずれか１項に記載の水質監視システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００９−２１４０４２（Ｐ２００９−２１４０４２Ａ）
【公開日】平成２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−６１２２１（Ｐ２００８−６１２２１）
【出願日】平成２０年３月１１日（２００８．３．１１）
【出願人】（０００１６６６２７）五洋建設株式会社 (364)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月１１日（２００８．３．１１）
【出願人】（０００１６６６２７）五洋建設株式会社 (364)
【Ｆターム（参考）】
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